L'attività degli enzimi sul sistema immunitario - Nutritional Academy
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L’attività degli enzimi sul sistema immunitario
LE RISPOSTE IMMUNITARIE INNATE E ADATTATIVE
Le linee di difesa dell’organismo
Risposta immunitaria
Risposta INNATA - la prima linea di difesa NON ATTIVATA INNATA ADATTATIVA
• Questo tipo di immunità è presente fin dalla
nascita ed è stata implementata durante
l’evoluzione dell’uomo. Comprende barriere
fisiche, chimiche e biologiche, che sono la
prima linea difensiva dell’organismo.
• Si attiva subito, non appena identifica un
antigene (self o non self).
• È in grado, però, di riconoscere solo pochi
recettori situati sulla membrana del patogeno.
Risposta ADATTATIVA - la seconda linea difensiva
• Interviene dopo un certo periodo di tempo
(alcuni giorni) ed è attivata dall’immunità innata
stessa.
• È in grado di riconoscere molti siti molecolari
presenti nell’antigene.
• Conserva una certa memoria dell’antigene.
CLA= cutaneous leukocyte antigen; TCR= T cell receptor
Fonte: Jawetz, Melnick, Adelberg’s. Microbiologia medica. Ed. Piccin 2017. Alberts B, et al. Molecular Biology of the Cell. 4th edition. 2002.
Figura mod. da https://i.pinimg.com/736x/0c/31/34/0c3134c1cbd0e0b819aa316107550627.jpg
I mediatori dell’immunità
Sistema immunitario
Il sistema immunitario comprende una serie
complessa di meccanismi strettamente Innato Adattativo
correlati tra loro che vengono attivati per (risposta immunitaria rapida) (risposta immunitaria lenta)
difendere l’organismo dagli agenti esterni e
anche interni.
Cellule di
Una volta superate le barriere chimico-fisiche, la collegamento
risposta immunitaria innata fa entrare in gioco i
Linfociti T Linfociti B
globuli bianchi: granulociti e monociti, che poi si Cute Basofili Eosinofili Neutrofili
trasformano in macrofagi. Seguono le cellule Granulociti
dendritiche e quelle Natural Killer (NK), che Cellule-NK
sono comuni ad entrambi i tipi di immunità, le
prime permettono il riconoscimento degli
antigeni da parte dei linfociti, mentre le cellule-
TH Cellule
NK individuano le cellule infette e le uccidono. Macrofagi plasmatiche
Oltre alle barriere anatomiche vi sono altre Sistema del
complemento
difese innate: specifiche proteine (interferoni) Anticorpi
che inibiscono gli m-RNA virali e il sistema del Cellule
dendritiche
complemento che provocano lisi e fagocitosi TC
batterica, reazioni chemiotassiche, etc.
Lisozima
Dopo alcuni giorni dalla risposta innata può Citochin Mastociti
manifestarsi quella adattiva che può essere e
cellulo-mediata (linfociti T) e umorale (linfociti Treg Componente
B che si differenziano in plasmacellule formando umorale
poi gli anticorpi). Componente
umorale Attivazione tramite IgE
Entrambi i tipi di linfociti sono in grado di
mantenere una certa memoria dell’aggressore. Cellule-NK: Cellule Natural Killer; TH: linfociti T helper: TC: linfociti T citotossici; Treg: linfociti T regolatori (soppressori).
Fonte: Jawetz, Melnick, Adelberg’s. Microbiologia medica. Ed. Piccin 2017. Alberts B, et al. Molecular Biology of the Cell. 4th edition. 2002.
Fig. Mod. da https://viamedici.thieme.de/api/images/l/b/r/i/e/f/bioch_21300_steckbrief.png
Immunità innata vs adattativa
Caratteristiche INNATA ADATTATIVA
Distinzione self/non-self Presente Presente
Fase di latenza Assente, risposta immediata Presente, la risposta avviene
dopo alcuni giorni
Specificità Limitata Elevata
Differenziazione Limitata Estesa, riconoscimento di un
elevato numero di recettori
dell’antigene
Memoria Assente Presente, in seguito
all’esposizione successiva dello
stesse agente si ottiene una
risposta amplificata.
Jawetz, Melnick, Adelberg’s. Microbiologia medica. Ed. Piccin 2017.
Alberts B, et al. Molecular Biology of the Cell. 4th edition. 2002.
CALOR RUBOR
Relazione tra lesione -
risposta immunitaria - TUMOR DOLOR
infiammazione
FUNCTIO
LESA
L’infiammazione, una risposta immunitaria innata
L'infiammazione è una tipica risposta
biologica innata del sistema PATOGENI TRAUMI
immunitario, scatenata sempre da: • Virus • Stimoli termici/meccanici
patogeni, eventi traumatici, allergeni o
ad altri fattori esterni all’organismo. • Batteri • Radiazioni
Deve essere considerata, quindi, • Funghi • Sost. Chimiche
almeno inizialmente, come un • Parassiti • Tossine
meccanismo di difesa essenziale per
la salute.
Le risposte infiammatorie acute
contribuiscono, infatti, al ripristino ALLERGENI ALTRI EVENTI
dell'omeostasi dei tessuti e alla
risoluzione delle lesioni o di infezioni • Ambientali (esterni) • Esterni (es. schegge di
imminenti. • Interni (auto- legno)
Il processo acuto, quando diventa allergeni) • Interni (es. usura della
incontrollato, può diventare cronico. cartilagine, eventi
L’infiammazione diventa così la INFIAMMAZIONE oncogeni)
comune causa patogenetica di molte
patologie croniche, incluse malattie
cardiovascolari, gastro-enteriche, il
diabete, l’artrite e anche il cancro.
Chen L, et al. Ontarget. 2018 Jan 23; 9(6): 7204–7218.
L’infiammazione post-trauma e in oncologia
La risposta infiammatoria è il risultato
dell’attivazione coordinata di una serie di
processi che regolano i livelli dei mediatori
cellulari permettendo la normale rigenerazione
dei tessuti, ma possono anche promuovere la
cancerogenesi, considerandola come un
accettabile «compromesso» evolutivo.
In seguito a un trauma di vario tipo,
l’infiammazione scatena una serie di
meccanismi che portano alla produzione di
specifiche cellule immunitarie (citochine ad
effetto antinfiammatorio) che sono
fondamentali per la rigenerazione dei tessuti.
Durante un evento oncogeno o infettivo il
sistema immunitario tende a reagire in modo
analogo, ma stimola una produzione abnorme
di citochine, con predominanza di quelle con
effetto pro-infiammatorio, che non permettono
la restitutio ad integrum delle cellule e
favoriscono, invece, la cronicizzazione
dell’infiammazione, il deficit del sistema
immunitario e anche l’oncogenesi.
Testi e figura tratti da Immunity. 2019 July 16; 51(1): 27–41.Le citochine, i messaggeri dell’infiammazione Le citochine sono una grande famiglia di polipeptidi a basso peso molecolare coinvolte nella comunicazione cellulare durante le risposte immunitarie. Prodotte da quasi tutti i tipi di cellule che regolano e influenzano la risposta immunitaria, le citochine stimolano il movimento delle cellule verso i siti d’infezione, infiammazione e trauma. Mentre in passato parlando di «cascata di citochine» si intendeva l’improvviso rilascio di citochine per regolare un processo infiammatorio, recenti ricerche indicano che in qualunque risposta immunitaria sono coinvolte simultaneamente citochine con effetto pro- e anti-infiammatorio. Esistono vari gruppi principali di citochine: • Interferoni (IFN) • Interleuchine (IL) • Fattori di crescita di colonie cellulari (CSF) • Fattori di necrosi tumorale (TNF) • Chemiochine, etc. Gli effetti delle citochine dipendono dalla cellula target, rendendole pleiotropiche. Inoltre, differenti citochine possono esplicare lo stesso effetto, il che le rende ridondanti, oppure sinergiche. Kany s, et al. Cytokines in Inflammatory Disease. Int J Mol Sci. 2019 Nov 28; 20(23): 6008.
Citochine pro- e anti-infiammatorie
PRO-INFIAMMATORIE (Th1) ANTI-INFIAMMATORIE (Th2)
• Innescano e stimolano la cascata • Contrastano e rallentano i processi
infiammatoria. infiammatori dopo una reazione di
• Vengono attivate immediatamente difesa.
in seguito ad eventi potenzialmente • Sono fondamentali per bloccare le
dannosi. reazione infiammatorie.
• L'eccessiva risposta Th1 è stata • Nell’infiammazione cronica si
associata a manifestazioni osserva un eccesso relativo di Th2.
allergiche e/o atopiche (asma,
eczema, rinite allergica) e al cancro.
• Nell’infiammazione acuta si rileva
un eccesso relativo di Th1.
Feghali CA, et al. Cytokines In Acute And Chronic Inflammation. Front Biosci. 1997 Jan 1; 2: d12-26.
Kany s, et al. Cytokines in Inflammatory Disease. Int J Mol Sci. 2019 Nov 28; 20(23): 6008.Citochine coinvolte nella risposta infiammatoria
INFIAMMAZIONE ACUTA IL-2 INFIAMMAZIONE CRONICA
IL-3
Citochine ANTI- Citochine PRO-
INFIAMMATORIE IL-1 IL-4 INFIAMMATORIE
IL-8 IL-5
IL-6 IL-7
Citochine PRO- IL-16 IL-11 IL-9 Citochine ANTI-
INFIAMMATORIE IL-10 INFIAMMATORIE
IL-17 IL-12
CSF-G
• Eccesso di citochine pro- TNF-α IL-13 • Eccesso di citochine anti-
infiammatorie IL-14 infiammatorie
CSF-GM IL-15
• Iper-stimolazione del • Inibizione/soppressione del
IFNs
sistema immunitario sistema immunitario
TGF-β
TNF-β
IL: interleuchina; CSF-G: fattore di crescita dei granulociti;
CSF-GM: fattore di crescita dei granulociti macrofagi; IFN:
interferone; TGF: fattore di crescita tumorale ; TFN: fattore
di necrosi tumorale Figura mod. da Front Biosci. 1997 Jan 1; 2: d12-26.
Kany s, et al. Cytokines in Inflammatory Disease. Int J Mol Sci. 2019 Nov 28; 20(23): 6008.Gli enzimi proteolitici regolano i livelli delle citochine
Gli enzimi proteolitici esplicano la loro
azione antinfiammatoria in diversi modi:
• Si legano alle ubiquitarie
macroglobuline-α2 (M-α2) libere
(che possono fungere da proteine
trasportatrice legandosi a fattori di
crescita, citochine, etc.)
• Si legano ai siti di legame principali
delle citochine posti nelle M-α2,
liberandone altri
• Formano complessi irreversibili con
l’eccesso di citochine liberate in
seguito a una risposta
immunitaria/infiammatoria
Macroglobulina-α2
• Attraverso i macrofagi e le cellule di Enzima legato Siti di legame
libera Citochine legate
Kupfer i complessi enzima-α2-M- liberi delle
irreversibilmente
citochine vengono poi degradati. citochineImmunomodulazione dinamica
Citochine ANTI-
INFIAMMAZIONE ACUTA Th2 INFIAMMATORIE
Eccesso di citochine pro-
infiammatorie (es: IFN-γ,
TNF-α, IL-2, IL-6, IL-12) Citochine PRO-
INFIAMMATORIE
Th1
Citochine ANTI-
INFIAMMATORIE
EFFETTO
ANTINFIAMMATORIO
Equilibrio tra le
Citochine PRO-
Citochine PRO- citochine pro- e anti-
Th1 INFIAMMATORIE
INFIAMMAZIONE CRONICA INFIAMMATORIE infiammatorie
Eccesso di citochine anti- Complesso tra
infiammatorie (es: TNF-β, citochine e alfa-2-
IL-4, IL-5, IL-10) Citochine ANTI- macroglobulina
INFIAMMATORIE Th2
attivataDOVE PUO’ INTERVENIRE LA TERAPIA ENZIMATICA SISTEMICA
Reazione allergica Patologie
cardiovascolari
Congelamento Artrite
Ingestione/ reumatoide
contatto con
sostanze irritanti
Malattie
Infezione INFIAMMAZIONE INFIAMMAZIONE autoimmuni
ACUTA CRONICA
Ustione Neuropatie
Trauma
Cancro
Ferite e
lacerazioniTake home message • Il sistema immunitario è il sistema di difesa dell’organismo e risponde in modo immediato, all’attacco di agenti patogeni e/o traumi, tramite reazioni innate e ancestrali. • In un secondo momento, attiva la seconda linea difensiva (risposte immunitarie adattative), molto più specifica, selettiva e in grado di mantenere una certa memoria dell’aggressore. • L’infiammazione è un risposta biologica difensiva strettamente correlata all’immunità innata. • Lo squilibrio all’interno della «cascata» di citochine pro- e anti-infiammatorie può differenziare un processo infiammatorio acuto facendolo progredire in cronico e favorire l'insorgenza di patologie croniche di origine infiammatoria: cardiovascolari, osteo-articolari, metaboliche, etc. • L’analisi della letteratura indica come la terapia enzimatica orale (a base di flavonoidi ed enzimi come: bromelina, rutina, tripsina, chimotripsina, etc.) possa supportare e modulare la risposta immunitaria naturale, facendo in modo che i processi infiammatori vengano bloccati, risolti o tenuti meglio sotto controllo accelerando i tempi di recupero. • L’effetto antinfiammatorio e antiossidante della terapia enzimatica sistemica viene sperimentata e utilizzata con promettenti risultati anche in ambito oncologico.
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